吉林省长春市汽三中高一物理12.19周末作业人教版必修一第四章牛顿第二定律含答案

12/19周末练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
如图所示,质量为1.5
kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上,质量为0.5
kg的物体B由细线悬挂在天花板上,B与A刚好接触但不挤压.现突然将细线剪断,则剪断后瞬间A、B间的作用力大小为(g取10
m/s2)?????
(
)
A.
0
B.
2.5
N
C.
5
N
D.
3.75
N
如图所示，A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上，A、B两小球之间也用一轻绳L2连接，细绳L1和弹簧与竖直方向的夹角均为θ，A、B间细绳L2水平拉直，现将A、B间细绳L2剪断，则细绳L2剪断瞬间，下列说法正确的是（）
A.
细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶1
B.
细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶cos2θ
C.
A与B的加速度之比为1∶1
D.
A与B的加速度之比为cos
θ∶1
如图所示，光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块A、B，质量均为m，B之间用轻质细绳水平连接。现沿细绳所在直线施加一水平恒力F作用在A上，A、B开始一起做匀加速运动，在运动过程中把和木块A、B完全相同的木块C放在某一木块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在放上C并达到稳定后，下列说法正确的是（?
）
A.
若C放在A上面，绳上拉力不变
B.
若C放在B上面，绳上拉力为
C.
C放在B上，B,C间摩擦力为
D.
C放在A上比放在B上运动时的加速度大
如图所示，有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的圆心，它们处在同一竖直平面内。现有三条光滑轨道AOB、COD、EOF，它们的两端分别位于上下两圆的圆周上，轨道与竖直直径的夹角关系为α>β>θ，现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端，则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为（）
A.
tAB＝tCD＝tEF
B.
tAB＞tCD＞tEF
C.
tAB＜tCD＜tEF
D.
tAB＝tCD＜tEF
重庆地铁的开通极大地方便了市民出行。假设地铁列车由6节车厢组成，在水平直轨道上匀加速启动时，每节车厢的动力系统均提供大小为F的动力，列车在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，由于乘客人数不同，假设第偶数节车厢质量为第奇数节车厢的两倍，则
A.
相邻车厢之间均存在相互作用力
B.
进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比
C.
做匀加速运动时，第1、2节与第3、4节车厢间的作用力之比为8：5
D.
第1、2节车厢之间作用力的大小为
物体A叠放在物体B上，B置于水平面上，A、B质量分别为mA＝6
kg、mB＝2
kg，B与水平面间的动摩擦因数是0.1，A、B之间的动摩擦因数是0.2，开始时F＝10
N，此后逐渐增加，直至增大到45
N的过程中
A.
当拉力F＜12
N时，两物体均保持静止状态
B.
两物体间从受力开始就有相对运动
C.
两物体开始没有相对运动，当拉力超过12
N时，开始相对滑动
D.
两物体开始没有相对运动，当拉力超过24
N时，开始相对滑动
二、实验题
为了“验证牛顿运动定律”小红在实验室找到了有关仪器并进行了组装，开关闭合前实验装置如图甲所示。
请指出该实验装置中存在的错误：________________________________；________________________________。
小红所在的实验小组，通过讨论并改进了该实验装置。
对实验的原理该小组同学共提出了以下观点：
测量质量：用天平测出小车的质量M
测量合外力：
A.摩擦力得到平衡后即可用沙桶所受的重力mg来代替小车所受的合外力
B.摩擦力得到平衡后还得满足小车的加速度足够小，才可用沙和桶所受的重力来代替小车所受的合外力
C.摩擦力得到平衡后还得满足小车的加速度足够小，拉力传感器的读数才与小车所受的合外力接近相等
测量加速度：
D.根据即可得出小车的加速度，其中M和m分别为小车和沙桶含沙的质量
E.计算出后面某些计数点的瞬时速度，画出图象，量出长木板的倾角，由求出加速度
F.计算出后面某些计数点的瞬时速度，画出图象，在图象上找两个离得较远的点，由两点所对应的速度、时间用计算出加速度
对以上观点中，测量合外力的方法最好的是_____________；计算加速度的方法中最为恰当的是________。均选填字母序号
数据处理：
探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持_____________不变；为了直观地判断小车的加速度a与质量M的数量关系，应作_____________选填“”或“”图象。
该小组通过数据的处理作出了图象，如图乙所示，你认为该图线不过原点的原因是_______________________________。
三、计算题
如图甲所示，质量为1.0
kg的物体置于固定斜面上，斜面的倾角θ＝37°，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，物体运动的F-t图像如图乙（规定沿斜面向上的方向为正方向，g＝10
m/s2，sin37°＝0.6），物体与斜面间的动摩擦因数，试求：
（1）0～1
s内物体运动位移的大小；
（2）1
s后物体继续沿斜面上滑的距离。
为了探究加速度与力的关系，使用如图1所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂重物的情况下轻推滑块，如果得到△t1______△t2（选填“=”“＜”“＞”）就可以证明气垫导轨已经水平．
（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是______
A．m1=5g???????B．m2=15g??????C．m3=40g???D．m4=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达为______（用△t1、△t2、D、x表示）．
（4）图2的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大．
如图，足够长的固定斜面倾角θ=37°．一个物体以v0=4m/s的初速度从斜面A点处沿斜面向上运动．物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.25（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
（1）物体沿斜面上滑时的加速度；
（2）物体沿斜面上滑的最大距离；
（3）物体从最高点返回到A点时的速度大小．
答案和解析
1.D剪断前,只有A对弹簧有作用力,所以剪断前弹簧的弹力大小F弹=mAg=15
N,剪断瞬间,由于弹簧来不及发生形变,根据牛顿第二定律可得(mA+mB)g-F弹=(mA+mB)a,解得a=2.5
m/s2,隔离B,则有mBg-FN=mBa,解得FN=3.75
N,D正确.
2.D
据题述可知，A、B两球的质量相等，均设为m，剪断细绳L2瞬间，对A球受力分析，如图1所示，
由于细绳L1的拉力突变，沿细绳L1方向和垂直于细绳L1方向进行力的分解，得:＝mgcosθ，m＝mgsinθ；
剪断细绳L2瞬间，对B球进行受力分析，如图2所示，由于弹簧的弹力不发生突变，则弹簧的弹力还保持不变，有Fcosθ＝mg，m＝mgtanθ，所以，＝cosθ:1，
3.C
设原来的加速度为a0，根据牛顿第二定律可得F=2ma0，因无相对滑动，所以，无论C放到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F=3ma，a都将减小。
A.若放在A木块上面，以B为研究对象，设绳子拉力T，则T=ma，绳子拉力减小，故A错误；
B.若C放在B上面，以BC为研究对象，根据牛顿第二定律可得T=2ma=F，故B错误；
C.若C放在B上，以C为研究对象，根据牛顿第二定律可得B、C间摩擦力为f=ma=，故C正确；
D.以整体为研究对象，无论C放到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F=3ma，故C放在A上和放在B上运动时的加速度相同，故D错误。
4.B
设上面圆的半径为r,下面圆的半径为R,则轨
道的长度s=2+R,下滑的加速度a==g
根据位移时间公式得,s=,则t=
=。
因为a>>,则>>,故B正确,
A、C、D错误
5.D
AD.对车厢整体应用牛顿第二定律可得：6F-9kmg=9ma，设第1、2节车厢间的相互作用力为T，则对第一节车厢受力分析列牛顿第二定律方程可得：，联立可知，；设第2、3节车厢间的相互作用力为，对前两节车厢列牛顿第二定律方程：，联立解得，故并不是相邻车厢之间均存在相互作用力；故A错误，D正确；
B.列车停下时，其速度为零，其减速运动可看做反向匀加速直线运动，故由匀变速直线运动规律的位移速度公式可知可知，进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度平方成正比，故B错误；
C.设第三、四解车厢间的相互作用力为，则对前三节车厢列牛顿第二定律方程可得：，解得，由以上分析可知第1、2节与第3、4节车厢间的作用力之比为1:1，故C错误。
6.D
A.A、B间的最大静摩擦力f1＝μ1mAg＝12
N，B与水平面间的最大静摩擦力f2＝μ2(mBg+mAg)＝8
N，只要拉力F大于f2，A、B即一起发生滑动，故A错误；
BCD.设A、B能保持相对静止时F的最大值为Fm，在临界态对整体和B列式研究，则有，解得Fm＝24
N，即拉力超过24
N时，A、B开始相对滑动，故BC错误，D正确。
7.1）①电磁打点计时器应该接4～6?V交流电源；②小车应从靠近打点计时器处开始释放；（2）B；F；（3）①小车所受的拉力；a-；②平衡摩擦时倾角太大。
8.解：（1）根据牛顿第二定律得：
在0～1
s内F-mgsin37°-μmgcos37°＝ma1，
解得a1＝18
m/s2
0～1
s内的位移
（2）1
s末物体的速度v＝a1t1＝18
m/s
1
s后物体继续沿斜面减速上滑的过程中
mgsin37°＋μmgcos37°-F′＝ma2，
解得a2＝3
m/s2
设物体继续上滑的距离为x2，由v2＝2a2x2，
解得x2＝54
m。
9.=
?
D
?
a=-?
C
10.解：
（1）沿斜面向上运动时，由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1
a1=gsinθ+μgcosθ=10×0.6+0.25×10×0.8=8?m/s2??????????
方向沿斜面向下
（2）物体沿斜面匀减速上滑到速度为零
由??????????
解得x=1m??????
（3）物体沿斜面返回下滑时mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得：a2=4?m/s2
由v2=2a2x
解得
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